2020-2021中考物理备考之欧姆定律问题压轴培优易错试卷篇及答案
2020-2021中考物理培优易错试卷(含解析)之欧姆定律问题及答案解析

一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R。
若只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P 置于A端时,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2;若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端,电压表V1示数为U1′,电压表V2的示数为U2′,电流表A1的示数为0.4A。
已知:U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω。
以下说法错误的是()A.R1的电阻为2ΩB.电源电压为6VC.当开关都闭合,电路消耗的最小功率为30WD.只闭合开关S1时,电路消耗的最大功率为7.2 W【答案】C【解析】【分析】【详解】若只闭合开关 S1时,电路如下图甲所示,将滑动变阻器的滑片P 置于A端时,变阻器连入电路的电阻为0,简化后的电路如下图乙所示。
此时,R1、R2两端电压分别为U1、U2。
将滑动变阻器的滑片 P 移至 B端时,电路如下图所示此时,R2两端电压为U2′,变阻器和R1两端的总电压为U1′。
可知,R2两端电压U2′为1.2V。
此时,电流表示数为I丙=0.4A,R2=3Ω,据U IR根据U 2:U 2′=3:1结合U 2′为1.2V ,可以推得U 2为3.6V 乙图中,电流表示数I 乙为22 3.6V1.2A 3U I R ===Ω乙 已知U 1:U 1′=1:2根据欧姆定律,有111()2I R I R R =+乙丙即111.2A 10.4A ()2R R R ⨯=⨯+整理得15R R =乙图中,电流表示数为1.2A ,根据欧姆定律有21UI R R =+乙即11.2A 3UR =Ω+……①丙图中,电流表示数为0.4A ,根据欧姆定律有21UI R R R =++丙即110.4A 35UR R =Ω++……②结合①②,有16V2U R ==Ω则1510R R ==Ω只闭合开关S 1时,当变阻器滑片在A 端时,电路中电阻最小,电路总功率最大,为6V 1.2A 7.2W P UI ==⨯=当所有开关都闭合时,电路为三个用电器并联,当变阻器连入电路中电阻为其最大阻值时,电路的总功率最小,为2222221212(6V)(6V)(6V)=33.6W 3102U U U P P P PR R R =++=++++=ΩΩΩ滑滑 故选项A 、B 、D 正确,不符合题意;选项C 错误,符合题意。
2020-2021中考物理备考之欧姆定律压轴培优易错试卷篇含答案

一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.所示电路中,电源两端电压保持不变。
闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 由B 端向A 端滑动一段距离,电压表1V 、2V 示数的变化量分别为1U ∆、2U ∆,电流表示数的变化量为I ∆。
下列判断中正确的是( )A .定值电阻1R 的阻值为2U I∆∆ B .电阻1R 消耗的电功率增大了1U I ∆⋅∆C .电压表1V 示数变大,电压表2V 示数变大,电流表示数变大D .电压表2V 示数与电流表示数的比值不变【答案】A【解析】【分析】【详解】A .由题图可知,两电阻与滑动变阻器串联,电压表2V 测量2R 与滑动变阻器两端的电压,电压表1V 测量1R 两端的电压,1R 两端的电压是12R U U U =-所以R12U U ∆=∆故R121U U R I I∆∆==∆∆ 故A 正确; B .滑片由B 端向A 端滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以电路电流减小,由2P I R =可知,电阻1R 消耗的电功率减小,而不是增大,故B 错误;C .将滑动变阻器的滑片P 由B 端向A 端滑动一段距离,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小即电流表的示数变小,所以1R 两端的电压变小即电压表1V 的示数变小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以2R 和滑动变阻器两端的电压之和变大即电压表2V 的示数变大,故C 错误;D .由于电压表2V 的示数变大,电流表的示数变小,所以电压表2V 示数与电流表示数的比值变大,故D 错误。
故选A 。
2.小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路图如图甲所示。
其中,电源两端电压U =4V (恒定不变),电压表量程为0~3V ,R 0是阻值为300Ω的定值电阻,R 1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )A .R 1的阻值随温度升高而减小B .环境温度升高时,电路的总功率变小C .此电路所允许的最高环境温度是80℃D .当环境温度为40℃时,R 1两端的电压为2V【答案】AC【解析】【详解】 A .由乙图可知,随温度升高R 1的阻值逐渐降低,故A 正确;B .由于电源电压不变,当环境温度升高时,R 1的阻值变小,电路总电阻变小,则由2U P R=可知,电路总功率变大,故B 错误; C .由于温度越高R 1阻值越小,则由串联分压可知,R 0两端电压越大,由于电压表测量R 0两端电压,量程为0~3V ,则电压最大不超过3V ,当电压表为3V 时,对应环境最高温度,此时电路电流为01003V 0.01A 300ΩU I I I R ===== 则此时R 1阻值为1114V 3V 100Ω0.01AU R I -=== 由乙图得对应最高温度为80℃,故C 正确;D .当环境温度为40℃时,由乙图得R 1阻值为200Ω,则电路总阻值为500Ω,电路电流为4V 0.008A 500ΩU I R '===总 由于串联,则流过R 1电流为0.008A ,此时R 1两端电压为1110.008A 200Ω=1.6V U I R '''==⨯故D 错误。
2020-2021中考物理 欧姆定律的计算问题 培优 易错 难题练习(含答案)含详细答案

一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.一灯泡标有“6V 6W”字样,其工作时I U-图像如图甲所示。
将小灯泡和标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在图乙所示的电路中,电源电压恒定不变。
当滑片P最左端时,小灯泡恰好正常发光,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V。
闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,为保证电路安全,下列说法正确的是()①小灯泡的最小功率为0.75W②滑动变阻器的阻值变化范围是0~4Ω③电流表的变化范围是0.5A~1A④电路的总功率变化范围4.5W~6WA.只有②④B.只有①②④C.只有①③D.只有③④【答案】A【解析】【分析】【详解】①②灯泡标有“6V 6W”字样,表示灯的额定电压为6V,额定功率为6W,由图乙知,变阻器与灯串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测整个电路的电流,当滑片P在最左端时,变阻器被短路,电路中只有灯接入,小灯泡恰好正常发光,故电源电压为6V;电压表的量程为0~3V,则变阻器两端的电压最大为3V,由串联电路分压的规律知,灯的最小电压为Lmin R max 6V3V3VU U U=-=-=由图甲知,此时通过灯的最小电流为Lmin 0.75AI=则灯的最小功率为Lmin Lmin Lmin 3V0.75A 2.25WP U I==⨯=故①错误;由欧姆定律可得,变阻器接入电路的最大阻值为Rmax maxLmin3V4Ω0.75AURI===则滑动变阻器的阻值变化范围是0~4Ω,故②正确;③由上述分析知,电路中最小的为0.75A,当灯正常发光时,由图甲知,电路中的最大电流为1A,则电流表的变化范围是0.75A~1A,故③错误;④根据P UI=可得,电路消耗的最大功率和最小功率分别为max max 6V1A6WP UI==⨯=,min min 6V0.75A 4.5WP UI==⨯=则电路的总功率变化范围4.5W~6W,故④正确。
故选A。
2.如图甲所示的电路中,电源电压为12V保持不变,R2是定值电阻。
2020-2021中考物理备考之欧姆定律压轴培优易错试卷篇附答案

一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.左图中所示的装置是水位监测仪,图甲是该水位监测装置的模拟电路图。
柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。
已知电源电压恒为6V,小灯泡标有“2V 2W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h 的倒数,即x=h-1)。
则下列说法中正确的是()A.容器内水柱越高,两金属板间的湖水电阻R越大B.将电流表改为水位计,水位越高电流表示数越大C.当湖水水位高于警戒水位5m时,灯泡的实际功率大于2WD.当湖水水位高于警戒水位0.4m时,电流表示数为0.6A【答案】B【解析】【分析】(1)容器内水位上升时,根据图乙判断其电阻的变化;(2)由2UPR=计算灯泡电阻,根据图像得出R与x的关系式,再根据电阻的串联和欧姆定律得出I与h的关系式,分析关系式中I与h的关系判断两者的变化情况;(3)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位5m时,电流表示数,再根据2P I R=求出此时灯泡的实际功率,据此判断;(4)由B中I与h表达式计算湖水水位高于警戒水位0.4m时,电流表示数。
【详解】由图甲可知灯泡、电流表与金属块间湖水电阻串联,由图乙可知,R与h-1成正比,所以h 越大,R越小;A.容器内水柱越高时,则A内湖水电阻R变小,故A错误;B.由2UPR=可得,灯泡电阻()22L 2V 2Ω2WU R P===额额由图像可知,R =4Ω时,x =0.2m −1,R =8Ω时,x =0.4m −1,设R =kx +b ,则14Ω0.2m k b -=⨯+,18Ω0.4m k b -=⨯+解得:k =20Ω·m ,b =0,则R 与x 的关系式20Ωm20Ωm R x h⋅=⋅⨯=串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以I 与h 的关系式L 6V20Ωm 2ΩU I R R h==⋅++由表达式可知,水位越高电流表示数越大,故B 正确; C .由B 中I 与h 的表达式可知,当h 1=5m 时,电流表示数116V 6V1A20Ωm 20Ωm 2Ω2Ω5mI h ===⋅⋅++ 此时灯泡的实际功率()2211A 2Ω2W P I R ==⨯=实故C 错误;D .由B 中I 与h 的表达式可知,当h 2=0.4m 时,电流表示数226V 6V0.12A20Ωm 20Ωm 2Ω2Ω0.4mI h ==≈⋅⋅++ 故D 错误。
2020-2021中考物理备考之欧姆定律问题压轴培优易错试卷篇及答案

一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L 1、L 2分别标有“6V 3W ”和“6V 6W ”的字样,滑动变阻器R 的阻值变化范围为0~12Ω,当S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,两灯都正常发光。
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则( )A .电源电压为12VB .两灯都正常发光时电流表的示数为3AC .整个电路的最小功率2.25WD .整个电路的最大功率9W【答案】D【解析】【分析】(1)当S 1、S 2和S 3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P UI =求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R 的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和2U P UI R==求出电路的最小总功率。
(4)当S 1、S 2、S 3都闭合且滑片位于a 端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。
【详解】A .当S 1、S 2、S 3都闭合,滑动变阻器滑到a 端时,灯泡L 1和灯泡L 2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,则电源的电压126V U U U ===故A 错误;B .由P UI =可得,两灯泡都正常发光时通过的电流1113W 0.5A 6V P I U ===,2226W 1A 6VP I U ===因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两灯都正常发光时电流表的示数120.5A1A 1.5AI I I=+=+=故B错误;C.由UIR=可得,两灯泡的电阻1116V12Ω0.5AURI===,2226V6Ω1AURI===当S1、S3闭合且滑片位于b端时,R1与R的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的最小总功率()22126V1.5W12Ω12ΩUPR R===++小故C错误;D.当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率123W6W9WP P P=+=+=大故D正确。
2020-2021中考物理备考之欧姆定律问题压轴培优易错试卷篇含答案

一、初中物理欧姆定律问题1.图为复杂电路的一部分,电阻R 1、R 2、R 3的阻值之比为1:2:3,通过这三个电阻的电流之比为4:1:2.则电流表A 1、A 2的示数之比为( )A .1:1B .2:1C .3:1D .4:1【答案】B【解析】【分析】【详解】三个电阻R 1、R 2、R 3的电流之比为4:1:2,设比例中的每一份为1A ,则I 1=4A ,I 2=1A ,I 3=2A ;电阻R 1、R 2、R 3的阻值之比为1:2:3,设比例中的每一份为1Ω,则R 1=1Ω,R 2=2Ω,R 3=3Ω;根据欧姆定律U IR =可得:三个电阻两端电压分别为:U 1=4V ,U 2=2V ,U 3=6V ;又因为R 1与R 2的左端电势相等,可知只有当R 1与R 2的电流反向时,才能使R 3两端的电压等于6V ,故画出电流可能的流向,有两种情况,如图所示:因所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和,则:图1中113A 4A+2A=6A I I =+=232A 2A+1A=3A I I =+=故流过A 1、A 2的示数之比为2:1;图2中113A 4A+2A=6A I I =+=232A 2A+1A=3A I I =+=故流过A 1、A 2的示数之比仍为2:1;故A 、C 、D 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
2.在如图所示的电路中,电源电压U 保持不变,R 1,R 2,R 3为定值电阻.移动滑动变阻器的滑片,使电压表V 1,V 2的示数分别增大△U 1,△U 2,在这个过程中( )A .△U 2 △U 1B .通过电阻R 1的电流增加△U 1/R 1C .通过电阻R 2的电流减小△U 2/R 3D .电阻 R 3两端的电压增大△U 2【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A .根据串联电路电压的规律有: U =U 1+U R2+△U R3,即原来:U 1=U -(U R2+△U R3)-----①,移动滑片后,U 1′=U -(U R2′+△U R3′)----②②-①得:U 1′-U 1=(U R2+△U R3)-(U R2′+△U R3′)=(U R2-U R2′)+(△U R3-△U R3′)=△U R2+△U R3, 即:△U 1=△U R2+△U R3---③,根据串联电路各部分电压之和不变,故:△U 2=△U R3----④,由③④得:△U 2<△U 1故A 正确;B .由欧姆定律,原来通过R 1的电流:I 1=11U R ------⑤ 移动滑片后:I 1′='11U R -----⑥ ⑥-⑤得:I1′-I1='11 U R-11UR='111U UR;故通过电阻R1的电流增加△I1=11UR,故B正确;CD.由串联电路电压的规律,R3两端电压减小△U2,故D错误;类似B选项,故通过R3两的电流减小23UR,由串联电路的规律,流经R2、R3的电流相等,故通过电阻R2的电流减小23UR,故C正确.3.小华连接了如图甲所示的电路,电流表的量程为0~3A,两滑动变阻器的最大阻值相等,闭合开关S、S1,将变阻器R2滑片置于最下端,将变阻器R1滑片从最下端向最上端移动;闭合开关S、S2,将变阻器R2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端。
2020-2021中考物理备考之欧姆定律问题压轴培优 易错 难题篇及答案解析

一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示,MN 间电压恒定,1R 为定值电阻,滑动变阻器2R 的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P 处于a 端时,电流表示数为0.25安;当滑片P 处于ab 中点时,电流表示数为0.40安,则MN 间的电压是A .6伏B .5伏C .4伏D .3伏【答案】D【解析】【详解】 R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系, 则210.25UU A R R +=……………….① 120.412U U A R R +=………………② 联立①②,将R 2=20Ω代入,解得 U=3V 。
故D 正确为答案.2.如图所示电路,电源电压保持不变,灯丝电阻不随温度变化。
闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,下列说法正确的是( )A .电灯L 的亮度变暗B .电压表V 1示数变化量小于V 2表的示数变化量C .电压表V 3示数变大D .电压表V 1示数变化量与电流表A 示数变化量之比变大【答案】AB【解析】【分析】【详解】A .由电路图知,电压表V 1测电阻R 1、R 2两端的电压,电压表V 2测灯泡和电阻R 1两端的电压,V 3测电源电压。
滑动变阻器的滑片从中点向右端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,那么电路中的电流变小,而电灯的电阻不变,据P =I 2R 得,电灯的功率变小,所以亮度变暗,故A 正确;B .设变阻器的滑片在中点时,电压表V 1的示数为U 1,V 2的示数为U 2,此时电路的电流为I 1;滑片滑至最右端时V 1的示数为U 1',V 2的示数为U 2',此时电路电流为I 2,根据串联电路的特点有U 1+U 2-I 1R 1=U 1'+U 2'-I 2R 1即U 2-U 2'=U 1'-U 1+I 1R 1-I 2R 1变阻器的滑片向右移动的过程中,电流是变小的,即I 2<I 1,那么I 1R 1-I 2R 1>0所以电压表V 1的示数变化量小于V 2的示数变化量,故B 正确;C .在变阻器滑片滑动的过程中,电源的电压不变,则电压表V 3的示数不变,故C 错误;D .电源电压恒定,根据串联电路的分压特点,V 1的变化量等于灯泡两端电压的变化量,即L U R I∆=∆ 所以电压表V 1示数变化量与电流表A 示数变化量之比不变,故D 错误。
2020-2021中考物理备考之欧姆定律的计算压轴培优易错试卷篇含答案

一、欧姆定律的计算问题难题易错题1.如图所示,电源电压恒为9V ,电压表的量程为0~3V ,电流表的量程为0~0.6A ,滑动变阻器的规格为“24Ω 0.8A ”,灯泡标有“3V 1.5W ”字样。
闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是( )A .滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~24ΩB .电流表示数的变化范围是0.1A~0.5AC .电压表示数的变化范围是1V~3VD .灯泡的最小功率是0.54W【答案】D【解析】【详解】从图中可以看到,灯泡和滑动变阻器串联,根据电功率公式P UI =可知灯的额定电流是L L L 1.5W 0.5A 3V P I U ===额额额还可知道灯泡的电阻是 L L L 3V 6Ω0.5A U R I ===额额 因为电压表的量程是0到3V ,所以当灯泡两端的电压是3V ,电路中的电流最大,大小是max L 0.5A I I ==额由此可计算得电路中的最小总电阻是min max 9V 18Ω0.5AU R I ===总 那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是L min min -18Ω-6Ω12ΩR R R ===滑总而当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,灯泡两端的电压最小,电流也是最小的,电路是安全的,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是12Ω~24Ω;电路中的最大总电阻是L max 6Ω24Ω30ΩR R R =+=+=总电路中的最小电流是min max 9V 0.3A 30ΩUI R ===总 所以电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A ;也可知道灯泡两端的电压最小值是Lmin min L 0.3A 6Ω 1.8V U I R ==⨯=所以电压表示数的变化范围是1.8V~3V ;当电路中电流最小时,灯泡的电功率最小,大小是()22Lmin min L 0.3A 6Ω0.54W P I R ==⨯= 故选D 。
2.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是A .U =6V ,R 2=20ΩB .U =9V ,R 3=30ΩC .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15【答案】D【解析】【分析】【详解】当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则23U R R +=0.3A ,P =0.3U 当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则1U R +2U R =0.3A+1.95A ,P ′=2.25U 当只断开开关S 1时,电路中只有2R ,则2U R =0.45A ,P ′′=0.45U 解三式得U =9v ,R 2=20Ω,R 3=10Ω,P ∶P ′=2∶15,P ∶P ′′=2∶3所以D 正确。
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一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示,电源电压为4.5V ,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器规格为“10Ω1A ”,小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
在保证所有元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )A .向左移动滑片,两表示数都变大B .电流表的示数变化范围是0.3~0.6AC .电压表的示数变化范围是0~3VD .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω 【答案】D 【解析】 【详解】A .从图中可以看到,向左移动滑片,变阻器接入电路的电阻在变大,这是一个串联电路,电路的总电阻在变大,根据UI R=可知,电路中的电流在变小,电流表的示数在变小;灯丝的电阻是不变的,那么灯泡两端的电压是变小的,根据串联电路电压规律可知,变阻器两端的电压是变大的,即电压表的示数是变大的;A 错误; BCD .小灯泡的电阻是()22LL L 2.5V 5Ω1.25WU R P ===为保证灯泡正常工作,流过灯泡的电流最大是L Lmax L 2.5V0.5A 5ΩU I R === 这也是电路中的最大电流,所以电流表的最大读数是0.5A ,这时电路中的总电阻大小是min max 4.5V9Ω0.5AU R I ===总 则滑动变阻器的最小电阻是L min min -9Ω-5Ω4ΩR R R ===滑总由于灯泡的电阻不变,那么这时灯泡两端的电压是最大的,则滑动变阻器的电压是最小的,大小是max min min 0.5A 4Ω2V U I R ==⨯=滑滑即电压表的最小示数是2V ;当滑动变阻器的电阻最大时,即大小达到10Ω,这时电路中的电流最小,大小是min max4.5V0.3A 10Ω5ΩU I R ===+总这个电流大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的规格要求,也没有超过小灯泡的额定电流,所以滑动变阻器的阻值可达到10Ω,电流表的读数最小可以是0.3A ,这时滑动变阻器的电压是min max max 0.3A 10Ω3V U I R ==⨯=滑滑即电压表的最大示数是3V ;综上所述,电流表的示数变化范围是0.3~0.5A ,电压表的示数变化范围是2~3V ,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω。
故选D 。
2.把标有“6V 3W ”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V 的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )A .在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小B .电路的总功率最大值为10.8WC .小灯泡的电功率最小值为0.75WD .滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω 【答案】ACD 【解析】 【分析】分析实物图可知:灯泡与滑动变阻器是串联关系;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V )。
(1)滑片向左移动时,根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化;再判定总电阻的变化,根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况; (2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻,利用P UI =求电路的总功率最大值; (3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压;再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻;最后利用P UI =求小灯泡的电功率最小值;(4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。
【详解】A .由图知道,由实物电路图可知:灯泡与滑动变阻器串联;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A ),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V ),当滑片向左移动时,则滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由UI R=知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小,所以电压表示数的变小,故A 正确;B .由P UI =可知,当灯正常发光时的电流3W0.5A 6VP I U ===额额额由于电路中的最大电流是0.5A ,则滑动变阻器连入电路的最小电阻min max18V 6V24Ω0.5AU U R I --===额此时电路中电功率最大max max 18V 0.5A 9W P UI ==⨯=故B 错误;C .由2U P R=可知,灯泡的电阻22L (6V)12Ω3WU R P ===额额由图知道,为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V ,此时滑动变阻器连入的电阻最大,由串联电路电压特点可知,小灯泡两端的最小电压是L R 18V 15V 3V U U U =-=-=此时电路中的电流L R L L 3V0.25A 12ΩU I I I R ===== 所以滑动变阻器连入的最大电阻R max R 15V60Ω0.25AU R I === 此时小灯泡的最小电功率min L L 3V 0.25A 0.75W P U I ==⨯=故C 正确;D .由以上计算知道,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D 正确。
故选ACD 。
3.在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中电流表取0~0.6A 的量程,电压表取0~15V 的量程,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻,先后与滑动变阻器R 2串联,在能完成实验的前提下,下列判断正确的是( )A .若电源电压4.5V 不变,控制电压为3V ,则变阻器R 2最大阻值至少为10ΩB .若变阻器R 2最大阻值为20Ω,控制电压为2V ,则电源的选取范围是2~3VC .若R 2变阻器最大阻值为40Ω,电源电压为6V 不变,则控制电压的选取范围是2~6VD .若电源电压6V 不变,控制电压为2V ,R 2最大阻值为30Ω,则只能完成三次实验 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .由于电源电压不变为4.5V ,定值电阻两端电压保持为3V ,则滑动变阻器两端电压始终为1.5V ,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知1.5V 13V 2R U R U ===滑滑定定 则当定值电阻接入阻值最大为20Ω时,对应滑动变阻器接入阻值最大,为1120Ω=10Ω22R R ==⨯滑定 故A 正确;B .控制电压为2V ,则电源电压最小为2V ,此时滑动变阻器在整个实验接入阻值均为0,由串联分压可知,当定值电阻换用最大阻值时,滑动变阻器接入阻值越大,此时电源电压越大,则当定值电阻接20Ω,滑动变阻器滑到20Ω时,此时电源电压最大,此时电压之比等于电阻之比,则滑动变阻器两端电压也为2V ,则最大电压为4V ,则电源的选取范围是2~4V ,故B 错误;C .由于始终保证定值电阻两端电压不变,则当换用更大阻值的定值电阻时,由串联分压可知,滑动变阻器接入阻值应相应增大,则当定值电阻接入最大阻值时,滑动变阻器滑到最大阻值处,可使定值电阻电压最小,此时电流为min 4max 6V0.1A 40Ω20ΩU I R R ===++滑则定值电阻两端最小电压为min min 40.1A 20Ω=2V U I R ==⨯由于电流表量程为0~0.6A ,则电流最大为0.6A ,当定值电阻阻值最小时,电流最大,则最大电压为max max 10.6A 5Ω=3V U I R ==⨯综合范围为2~3V ,故C 错误;D .由于电源电压不变为6V ,定值电阻两端电压保持为2V ,则滑动变阻器两端电压始终为4V ,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知2V 14V 2R U R U ===定定滑滑 则当滑动变阻器接入阻值最大为20Ω时,对应可进行实验的最大阻值,为1130Ω=15Ω22R R ==⨯滑定 则只能进行前三次实验,故D 正确。
故选AD 。
4.定值电阻R 1、R 2和滑动变阻器R 3接入如图电路中,电源电压不变。
当开关S 1闭合,S 2断开,滑片P 位于a 点时,电压表V 1和V 2的示数之比1221U U =::,电流表的示数I 1=1A ;滑片P 位于最右端时,电压表V 1和V 2的示数之比1225U U ''=::。
当开关S 1断开,S 2闭合,两个电压表V 1和V 2的示数之比12''''31U U =::,通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W 。
下列说法正确的是( )A .电源的电压为24VB .滑动变阻器的最大阻值是24ΩC .当开关S 1断开,S 2闭合,电路消耗的功率为32WD .当开关S 1合,S 2断开,调节滑片P 位置,R 3消耗的最大功率为9W 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于a 点时等效电路为图1所示:;当开关S 1闭合,S 2断开,R 3滑片P 位于最右端时等效电路为图2所示:;当开关S 1断开,S 2闭合的等效电路如图3所示:;在可能得到的各种电路中,只有当开关S 1、S 2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:;图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::,根据UI R=可得 111122121a U R I U U R U I === 所以112a R R =根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压11111131A (1A 22())a U I R R R R R =+=⨯+=⨯…①图2中:根据UI R=可得 112122225b U R I U U R U I ''==='' 即152b R R =图3中:根据串联电路的电阻特点和UI R=可得 ()312112232231I R R U R R U I R R +"+===" 解得2112R R =图4中222min1211119W 15422b U U U P R R R R R R R ====++++…②由①②两式可得:R 1=16Ω,U =24V ,故A 正确; B .滑动变阻器的最大阻值15516Ω40Ω22b R R ==⨯= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值211116Ω8Ω22R R ==⨯= 当开关S 1断开,S 2闭合,则电阻R 1与R 2串联,电路消耗的功率()221224V =24W 16Ω+8ΩUP R R ==+ 故C 错误;D .当开关S 1闭合,S 2断开,电阻R 1与R 3串联,R 3消耗的功率()2223332131313)(4U U P I R R R R R R R R ==⨯=+-+所以,当R 3=R 1时,R 3消耗的功率最大,为()223124V =9W 44?16ΩU P R ==最大故D 正确。